DE19938872A1 - Kettenwirkmaschine mit Fadenschar-Umlenkvorrichtung - Google Patents
Kettenwirkmaschine mit Fadenschar-UmlenkvorrichtungInfo
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Abstract
Eine Kettenwirkmaschine hat eine den Legenadeln vorgeschaltete Fadenschar-Umlenkvorrichtung (12), bei der ein sich über die Arbeitsbreite erstreckendes Umlenkelement (19) am freien Ende (18) von einseitig am Maschinengestell eingespannten Federn (16) angebracht ist. Die Federn (16) sind durch Pakete (20) aus mindestens zwei einseitig eingespannten, aufeinanderliegenden Blattfedern (21 bis 23) gebildet. Alternativ oder gleichzeitig bestehen die Federn (16) aus einem Material mit größerer innerer Reibung als Stahl. Vorzugsweise sind die Federn mit einer so starken Dämpfung ausgelegt, daß ihr Abklingkoeffizient DOLLAR F1 ist, wobei T d die Schwingungsdauer und DOLLAR I2 benachbarte Amplituden der gedämpften Schwingung sind. Hierdurch wird erreicht, daß auch bei hoher Fadeneinlaufgeschwindigkeit und hoher Betriebsgeschwindigkeit Fehler in der Ware vermieden werden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenwirkmaschine
mit einer den Legenadeln im Fadenverlauf vorgeschalte
ten flexiblen Fadenschar-Umlenkvorrichtung, bei der ein
sich über die Arbeitsbreite erstreckendes Umlenkelement
am freien Ende von einseitig am Maschinengestell einge
spannten Federn angebracht ist.
Die das Umlenkelement tragenden Federn haben die Aufga
be, die den Legenadeln zuzuführenden Fäden der Faden
schar trotz des während des Maschenbildungsvorgangs von
der Fadeneinlaufgeschwindigkeit abweichenden Fadenver
brauchs gespannt zu halten. Insbesondere beim Maschen
abschlagen tritt eine plötzliche Freigabe eines Faden
abschnitts auf. Dies führt, insbesondere bei hoher Fa
deneinlaufgeschwindigkeit und/oder hoher Betriebsge
schwindigkeit zu Markierungen in der fertigen Ware, den
sogenannten "Wasserflecken". Die bekannten Federn be
stehen aus Stahl. Sie sind als Blattfedern oder als
Schenkelfedern mit mehreren Windungen zwischen den
Schenkeln ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ketten
wirkmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die
auch bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten und/oder hoher
Fadeneinlaufgeschwindigkeit eine einwandfreie Ware er
zeugt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Federn Pakete aus mindestens zwei einseitig einge
spannten aufeinanderliegenden Blattfedern gebildet
sind.
Zwischen den aufeinanderliegenden Blattfedern entsteht
bei dem Schwingungsvorgang eine äußere Reibung, die ei
nen Dämpfungseffekt bewirkt. Die Dämpfung des massebe
hafteten Federsystems verhindert zu starke Schwingungs
ausschläge. Das System kann daher Änderungen der Faden
spannung sehr rasch folgen. Bei entsprechender Wahl der
Dämpfung läßt es sich erreichen, daß die Fadenspannung
niemals einen zu kleinen Wert erreicht oder gar zu Null
wird. Dieser Effekt ist besonders deutlich, wenn beim
Maschenabschlag plötzlich eine bestimmte Fadenlänge
freigegeben wird.
Optimal ist es, wenn die Pakete drei aufeinanderliegen
de Blattfedern aufweisen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist dafür gesorgt, daß ei
ne Blattfeder mit dem Umlenkelement verbunden und durch
mindestens eine Blattfeder geringerer Länge unterstützt
ist. Dies ergibt eine außerordentlich starke Dämpfung.
Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe, die auch
gleichzeitig mit der zuvor beschriebenen Lösung ange
wendet werden kann, besteht darin, daß die Federn aus
einem Material mit größerer innerer Reibung als Stahl
bestehen. Das Federmaterial selbst wird daher zur Bil
dung der erhöhten Dämpfung herangezogen.
Zweckmäßigerweise bestehen die Federn aus einem Werk
stoff aus kunststoffgebundenen Fasern. Die beim Schwin
gen auftretenden Verformungen verursachen die innere
Reibung zwischen den Fasern bzw. zwischen den Fasern
und dem Kunststoff. Hinzu kommt, daß das Material
leichter als Stahl ist und daher eine geringere Masse
beschleunigt und verzögert werden muß, was ebenfalls
die Anpassung an die Fadenspannung erleichtert.
Es ist günstig, daß sich die Fasern im wesentlichen in
Längsrichtung der Feder erstrecken. Diese Fasern unter
liegen alle der Verformung und bewirken daher einer
seits die Federung und andererseits die Dämpfung.
Als Fasermaterial kommen alle Werkstoffe in Betracht,
die den mechanischen Ansprüchen genügen, beispielsweise
auch Glasfasern. Besonders empfehlenswert aber sind
Kohlefasern, die äußerst stabil und auch einem rauhen
Betrieb gewachsen sind.
Von Vorteil ist es auch, daß die Federn aus Prepreg-
Material in einer Form gebacken sind. Solchen Federn
kann man die gewünschte Gestalt durch Wahl einer ent
sprechenden Form geben. Beim Beheizen des Prepreg-
Materials im Backprozeß härtet der Kunststoff aus, so
daß die gewünschte Gestalt beständig ist.
Weitere Lösungen der gestellten Aufgabe ergeben sich
dadurch, daß die Federn mit einer so starken Dämpfung
ausgelegt sind, daß ihr Abklingkoeffizient
ist, wobei Td die Schwingungsdauer und i, i+1 benachbar
te Amplituden der gedämpften Schwingung sind.
Die besten Ergebnisse erreicht man mit relativ hohen
Dämpfungswerten. Daher empfiehlt es sich, daß der Ab
klingkoeffizient δ mindestens 20, vorzugsweise minde
stens 30 und im optimalen Fall zwischen 35 und 40 be
trägt.
Als weitere Maßnahme ist es zweckmäßig, daß die Eigen
frequenz der Federn mindestens 100 Hz beträgt. Eine
solche Frequenz liegt weit außerhalb der heute zur Dis
kussion stehenden Betriebsfrequenzen, so daß keine Ge
fahr einer Resonanzschwingung besteht.
Günstig ist es auch, daß das Umlenkelement ein Rohr
ist, das Wandöffnungen aufweist, durch welche die frei
en Enden der Federn ins Rohrinnere eingeführt sind. Ei
nem solchen Rohr, insbesondere wenn dieses Kreisquer
schnitt hat, kann die erforderliche Steifigkeit mit
verhältnismäßig geringer Masse verliehen werden. Durch
die geringe Masse kann sich das rohrförmige Umlenkele
ment Spannungsänderungen der Fadenschar rascher anpas
sen. Es sind daher höhere Betriebsgeschwindigkeiten
und/oder höhere Fadeneinlaufgeschwindigkeiten zulässig.
Die Wandöffnungen brauchen lediglich dem Querschnitt
der Federn zu entsprechen, da im Betrieb die Fadenschar
das Rohr gegen die Federn drückt, genügen verhältnismä
ßig kleine Klemm- oder Rastkräfte, um eine sichere Ver
bindung zwischen Rohr und Federn herzustellen. Eine
solche Verbindung läßt sich auch wieder leicht lösen.
Hierbei empfiehlt es sich, daß die freien Enden der Fe
dern ein abgewinkeltes, teilweise etwa zylindrisches
Stützteil aufweisen, der dem Innenumfang des Rohres an
gepaßt ist. Dies ergibt eine sichere, aber lösbare Ver
bindung.
Als sehr geeignet hat es sich herausgestellt, daß der
Durchmesser des Rohres etwa 8 mm und die Wandstärke et
wa 0,2 mm beträgt. Ein solches Rohr ist ausreichend
stabil, aber massearm.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der
Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbei
spiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Teildarstellung einer Kettenwirk
maschine,
Fig. 2 ein Tragrohr mit zugehöriger Faden
schar-Umlenkvorrichtung und
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A in
Fig. 2.
Die in Fig. 1 veranschaulichte Kettenwirkmaschine be
sitzt einen Wirkarbeitsbereich 1, dem Fäden 2 und 3 von
Kettbäumen 4 beziehungsweise 5 zugeführt werden und von
dem die fertige Ware 6 abgeführt wird. Die Kettenwirk
maschine besitzt eine Legebarre 7 mit Legenadeln 8 und
eine Legebarre 9 mit Legenadeln 10. Zwischen dem Kett
baum 4 und den Legenadeln 8 werden die Fäden 2 über ein
feststehendes Umlenkrohr 11 und eine flexible Umlenk
vorrichtung 12 geführt. Zwischen dem Kettbaum 5 und den
Legenadeln 10 werden die Fäden 3 über ein feststehendes
Umlenkrohr 13 und eine flexible Umlenkvorrichtung 14
geführt.
Mit den flexiblen Umlenkvorrichtungen 12 und 14 befaßt
sich die Erfindung. Sie haben den gleichen Aufbau, wes
halb in den Fig. 2 und 3 nur die Umlenkvorrichtung 12
dargestellt ist. An einem Vierkant-Tragrohr 15 sind im
Abstand voneinander angeordnete Federn 16 mit einem En
de 17 angebracht. Das freie Ende 18 der Federn 16 trägt
ein sich über die gesamte Breite der Kettenwirkmaschine
erstreckendes Umlenkelement 19.
Jede Feder 16 wird durch ein Paket 20 aus drei überein
anderliegenden Blattfedern 21, 22 und 23 gebildet, die
durch eine Schraube 24 am Tragrohr 15 befestigt sind.
Die Blattfeder 21 erstreckt sich bis zum Umlenkelement
19 und wird durch die jeweils kürzeren Federn 22 und 23
unterstützt. Die Blattfeder 21 weist am freien Ende 18
ein abgewinkeltes, etwa teilzylindrisches Stützteil 25
auf, das dem Innenumfang des rohrförmigen Umlenkele
ments 19 angepaßt ist. Dieses Stützteil 25 ist durch ei
ne schlitzförmige Wandöffnung 26, deren Länge der Brei
te der Blattfeder 21 entspricht, in das Innere des
rohrförmigen Umlenkelements 19 eingeführt und dann
durch eine Drehung in die veranschaulichte Lage ge
bracht. Hierbei reichen Reibungskräfte zur Sicherung
der Lage aus. Es können aber auch noch zusätzliche
Klemm- oder Rastkräfte vorgesehen sein.
Die einzelnen Blattfedern 21, 22 und 23 bestehen aus
kunststoffgebundenen Kohlefasern, die sich im wesentli
chen in Längsrichtung der Feder 16 erstrecken. Zur Her
stellung benutzt man Prepreg-Material, also mit nicht
ausgehärtetem Kunststoff versehene Faserlagen, die in
eine Form gelegt und in dieser gebacken, das heißt
durch Wärmeeinwirkung gehärtet werden. Auf diese Weise
erhält man die Blattfedern 21 bis 23 in der gewünschten
Gestalt.
Durch die Verwendung des Fasermaterials und durch die
Schichtung als Paket ergibt sich eine sehr starke Dämp
fung, die zu einem Abklingkoeffizienten δ < 2 führt,
wobei δ aber vorzugsweise mindestens 20, insbesondere
mindestens 30 oder noch mehr beträgt. Der Abklingkoef
fizient läßt sich leicht dadurch bestimmen, daß die Fe
der 16 (ohne Umlenkelement 19) zwecks Schwingungsanre
gung um einen Betrag ausgelenkt und dann freigegeben
wird, wobei man den Schwingungsweg beispielsweise durch
ein Lasermeßgerät erfassen kann.
Bei einem bevorzugten Ausführungsform entsprechend
Fig. 3 hatte die Blattfeder 21 die Abmessungen 116 × 25
× 0,96 mm3, die Blattfeder 22 die Abmessungen 81,5 × 25
× 0,96 mm3 und die Blattfeder 23 die Abmessungen 61,5 ×
25 × 0,96 mm3.
In manchen Fällen genügt es, lediglich eine Dämpfungs
maßnahme anzuwenden. Schon der Ersatz von Stahl durch
einen Werkstoff mit kunststoffgebundenen Fasern bringt
eine Vervielfachung des Abklingkoeffizienten. Besonders
einflußreich ist die Schichtung als Paket, wie sie vor
stehend beschrieben worden ist.
Claims (15)
1. Kettenwirkmaschine mit einer den Legenadeln im Fa
denverlauf vorgeschalteten flexiblen Fadenschar-
Umlenkvorrichtung, bei der ein sich über die Ar
beitsbreite erstreckendes Umlenkelement am freien
Ende von einseitig am Maschinengestell eingespann
ten Federn angebracht ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federn (16) durch Pakete (20) aus minde
stens zwei einseitig eingespannten aufeinanderlie
genden Blattfedern (21 bis 23) gebildet sind.
2. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pakete (20) drei aufeinanderlie
gende Blattfedern (21 bis 23) aufweisen.
3. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Blattfeder (21) mit dem
Umlenkelement (19) verbunden und durch mindestens
eine Blattfeder (22, 23) geringerer Länge unter
stützt ist.
4. Kettenwirkmaschine mit einer den Legenadeln im Fa
denverlauf vorgeschalteten flexiblen Fadenschar-
Umlenkvorrichtung, bei der ein sich über die Ar
beitsbreite erstreckendes Umlenkelement am freien
Ende von einseitig am Maschinengestell eingespann
ten Federn angebracht ist, insbesondere nach einem
der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Federn (16) aus einem Material mit größerer in
nerer Reibung als Stahl bestehen.
5. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federn (16) aus einem Werkstoff
mit kunststoffgebundenen Fasern bestehen.
6. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Fasern im wesentlichen in
Längsrichtung der Feder (16) erstrecken.
7. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fasern Kohlefasern sind.
8. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn aus Pre
preg-Material in einer Form gebacken sind.
9. Kettenwirkmaschine mit einer den Legenadeln im Fa
denverlauf vorgeschalteten flexiblen Fadenschar-
Umlenkvorrichtung, bei der ein sich über die Ar
beitsbreite erstreckendes Umlenkelement am freien
Ende von einseitig am Maschinengestell eingespann
ten Federn angebracht ist, insbesondere nach einem
der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Federn (16) mit einer so starken Dämpfung aus
gelegt sind, daß ihr Abklingkoeffizient
ist, wobei Td die Schwingungsdauer und i, i+1 be nachbarte Amplituden der gedämpften Schwingung sind.
ist, wobei Td die Schwingungsdauer und i, i+1 be nachbarte Amplituden der gedämpften Schwingung sind.
10. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abklingkoeffizient δ mindestens
20 beträgt.
11. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 9 oder 10, da
durch gekennzeichnet, daß der Abklingkoeffizient δ
mindestens 30 beträgt.
12. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz
der Federn (16) mindestens 100 Hz beträgt.
13. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement
(19) ein Rohr ist, das Wandöffnungen (26) aufweist,
durch welche die freien Enden (18) der Federn (16)
ins Rohrinnere eingeführt sind.
14. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die freien Enden (18) der Federn
(16) ein abgewinkeltes, teilweise etwa zylindri
sches Stützteil (25) aufweisen, das dem Innenumfang
des Rohres angepaßt ist.
15. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 13 oder 14, da
durch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Roh
res etwa 8 mm und die Wandstärke etwa 0,2 mm be
trägt.
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